EP1772162A1 - Infusion system for delivery of a liquid drug - Google Patents

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EP1772162A1
EP1772162A1 EP05021982A EP05021982A EP1772162A1 EP 1772162 A1 EP1772162 A1 EP 1772162A1 EP 05021982 A EP05021982 A EP 05021982A EP 05021982 A EP05021982 A EP 05021982A EP 1772162 A1 EP1772162 A1 EP 1772162A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
infusion
pump
tube
pressure sensor
control unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05021982A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Haar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F Hoffmann La Roche AG
Roche Diagnostics GmbH
Original Assignee
F Hoffmann La Roche AG
Roche Diagnostics GmbH
Boehringer Mannheim GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by F Hoffmann La Roche AG, Roche Diagnostics GmbH, Boehringer Mannheim GmbH filed Critical F Hoffmann La Roche AG
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Priority to US11/536,450 priority patent/US20070083153A1/en
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Definitions

  • the invention relates to an infusion system for administering a liquid medicament, in particular insulin, comprising a pump, with which the medicament can be pumped into the body of a patient through an infusion tube, and a control unit for controlling the pump.
  • a liquid medicament in particular insulin
  • a pump with which the medicament can be pumped into the body of a patient through an infusion tube
  • a control unit for controlling the pump.
  • Such an infusion system is for example from the US 2005/0137573 A known.
  • the object of the invention is to provide an improved infusion system with increased reliability.
  • This object is achieved by a pressure sensor for monitoring the pressure prevailing in the infusion hose fluid pressure.
  • fluid pressure can be determined whether the drug is pumped at the desired infusion rate in the body of the patient. For example, a blood clot at the outlet port of the infusion tube may result in less than the set amount of medication being introduced into the body, or even the ingestion of the drug due to obstruction of the outlet port may even come to a complete halt. This leads to an increase in the fluid pressure in the infusion tube, which can be detected with the pressure sensor. Conversely, a decrease in fluid pressure in the infusion tube may indicate that the drug is exiting the infusion tube without entering the patient's body, for example due to a leak or because a catheter has come loose.
  • this can be displayed to a user by means of a signal device, for example by vibration or an acoustic signal. A user can be alerted in this way to a malfunction of the infusion system so that it can be corrected.
  • the control unit preferably generates control signals for controlling the pump as a function of pressure data which was determined by the pressure sensor.
  • a blockage of the infusion tube namely the risk that accumulates over a longer period of several hours in the infusion tube with a steadily increasing fluid pressure, a larger amount of medication. If the constipation finally dissolves under the influence of the increased fluid pressure, the entire amount of accumulated medication is introduced within a very short time into the body. If the drug is insulin, it can lead to a dangerous decrease in blood glucose.
  • the control unit is designed so that the pump is turned off when it is determined based on pressure data determined by the pressure sensor that the fluid pressure exceeds a threshold. With less serious changes in fluid pressure, the pump rate can be increased or decreased as needed by appropriate control signals from the control unit.
  • An important aspect of the invention therefore relates to an infusion system for administering a liquid medicament, in particular insulin, comprising a pump with which the medicament can be pumped into the body of a patient through an infusion tube, and a control unit for controlling the pump, characterized in that the infusion tube is a carrier of a data line for communication of the control unit with the pump and / or the pressure sensor.
  • an infusion system can also be equipped with a pressure sensor for monitoring the fluid pressure prevailing in the infusion tube, in order to further increase operational safety.
  • an infusion tube for an infusion system which has a metal layer.
  • This metal layer can serve as a sensor surface of a capacitive pressure sensor, with which a puffing of the infusion tube is detected.
  • the metal layer can also be used as an electrical data line, via which the control unit, the pump and / or the pressure sensor can exchange data.
  • the infusion system 1 shown in Fig. 1 for administering a liquid medicament, in particular insulin comprises a pump 2, with which the medicament can be pumped into the body of a patient through an infusion tube 3, and an external control unit 4 for controlling the pump 2.
  • the external control unit 4 has an infrared interface 5 with an infrared transmitter and an infrared receiver for communication with external devices.
  • external devices a blood glucose meter 6, a PC 7 and a PDA (Personal Data Assistant) 8 are shown.
  • a drug cartridge 9 can be used, which contains the drug to be administered.
  • the pump 2 and the control unit 4 each have an internal power supply in the form of commercially available batteries, preferably rechargeable batteries.
  • the infusion tube 3 opens into a catheter 11, which protrudes as intended into the body of a patient.
  • the catheter 11 is fixed in the usual way with an adhesive pad 12 which is glued to the skin of the patient.
  • the adhesive pad 12 also carries a pressure sensor 13 for monitoring the pressure prevailing in the infusion tube 3 fluid pressure.
  • the construction of the pressure sensor 13 is shown schematically in FIG.
  • the pressure sensor 13 comprises a housing 14 through which the infusion tube 3 is passed.
  • the housing 14 there is a chamber 15, the inner wall of which forms a first sensor surface 16, which is opposite to a second sensor surface 17, which carries the tube section 18 of the infusion tube 3 located in the chamber.
  • the first sensor surface 16 cylindrically surrounds the second sensor surface 17 formed by an outer surface of the hose portion 18.
  • the two sensor surfaces 16, 17 form a capacitor whose capacity changes when the hose portion 18 expands.
  • the sensor surfaces 16 and 17 are metal layers. Both the sensor housing 14 and the infusion tube 3 are otherwise made of plastic.
  • the pressure sensor 13 is designed such that the fluid pressure is monitored by the fact that a caused by the fluid pressure puffing of the tube portion 18 of the infusion tube 3 is detected.
  • a swelling of the tube section 18 leads to a change in the capacitance of the capacitor formed by the sensor surfaces 16, 17.
  • the capacitor is part of an electrical resonant circuit (not shown) whose resonant frequency depends on the capacitance of the capacitor 16, 17.
  • the frequency of the resonant circuit is measured and from this the capacitance of the capacitor 16, 17 or by means of a suitable calibration curve directly determines the associated fluid pressure.
  • the tube section 18, the inflation of which is detected by the pressure sensor 13, has a smaller wall thickness than adjacent tube sections. In this way, the measuring sensitivity of the pressure sensor 13 can be increased.
  • the infusion tube 3 preferably has an outer diameter of 150 to 300 ⁇ m, preferably 180 to 220 ⁇ m, and a wall thickness of 50 to 200 ⁇ m, preferably 70 to 150 ⁇ m, particularly preferably 80 to 120 ⁇ m.
  • the wall thickness is less than 60%, preferably only 20% to 50%, particularly preferably 30% to 40%, of the wall thickness of adjacent tube sections.
  • Pressure data determined by the pressure sensor 13 are forwarded to the control unit 4 and evaluated there.
  • the control unit 4 generates in response to pressure data, which were determined by the pressure sensor 13, control signals for controlling the pump 2.
  • the control unit 4 is designed such that the pump 2 is turned off when determined by means of the pressure sensor 13 determined pressure data in that the fluid pressure exceeds a threshold value.
  • the external control unit 4 further comprises a signal and display device 20, with which a user can be made aware by suitable signals that the fluid pressure deviates from a desired value by more than a predetermined threshold value. Such a deviation indicates a malfunction of the infusion system 1 and is displayed to the user by means of the signal and display device 20 by an acoustic signal and / or by vibration.
  • the external control unit 4 also has control elements 21 in the form of buttons with which, in conjunction with a display 22 of the signal and display device 20, the infusion system 1 is operated and, for example, a desired infusion rate can be set.
  • the infusion tube 3 carries a data line for communication of the control unit 4 with the pump 2 and the pressure sensor 13.
  • the data line also serves to supply energy to the pressure sensor 13.
  • the data line is preferably an infrared data line.
  • the infusion tube 3 may be an optical fiber carrier embedded in or disposed on the tube 3.
  • the control unit 4 and the pump 2 each contain an infrared laser for this purpose, preferably a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) for generating data pulses and a wavelength-adjusted photodiode for receiving the data pulses.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the data line may also be an electrical data line.
  • an electrical data line By embedding an electrical conductor, preferably a metal layer, in the infusion tube 3, an electrical data line can be realized with little effort.
  • the data line is capacitively coupled to the pump 2.
  • a capacitive coupling has the advantage that in the hermetically sealed housing of the pump 2 no opening with an associated sealing point for carrying out the data line must be created.
  • a capacitive coupling can be realized most easily by a metallized infusion tube 3 and an electrode surface on an inner surface of a housing of the pump 2. The electrode surface of the pump 2 then forms with the metallized infusion tube 3, a capacitor via which data can be transmitted.
  • the advantages of a capacitive coupling of the data line can also be used for the control unit 4 and the pressure sensor 13.
  • a glucose sensor is integrated in the adhesive pad 12 and the catheter 11, with which the glucose concentration in the blood or interstitial fluid of the patient can be continuously measured.
  • Measurement data determined by the glucose sensor are transmitted to the control unit via the data line formed by the infusion tube 3 4 transmitted and evaluated there. The measured values can then be displayed with the display 22.
  • the control unit 4 generates control signals for controlling the pump 2 as a function of the measurement data determined by the glucose sensor, so that the infusion rate of insulin can be adapted to the current needs of the patient.
  • the operation of the pump 2 is preferably based on a piston element (not shown), which is moved by a pump drive into the cartridge 9 so that liquid contained in the cartridge 9 is pressed into the infusion tube 3.
  • the piston member is flexible, such as a coil spring, so that the length of the pump 2 can be reduced to a minimum.
  • the external control unit 4 is displaceable to increase the user comfort along the infusion tube in any position. This is achieved in that the infusion tube 3 is passed through a channel contained in the control unit 4.
  • the user comfort can be further increased by the fact that the infusion system 1 contains several, preferably two, pumps 2, which can be used alternately. In this way, each unused pump can be placed in a base station for recharging its rechargeable batteries.

Abstract

Infusion system (1) comprises a pump (2), which delivers the liquid medicine into a patients body through an infusion tube (3) and a controller (4) to control the pump. The pressure sensor (13) controls the monitoring of liquid-flow in the infusion tube.

Description

Die Erfindung betrifft ein Infusionssystem zum Verabreichen eines flüssigen Medikaments insbesondere Insulin, umfassend eine Pumpe, mit der durch einen Infusionsschlauch das Medikament in den Körper eines Patienten gepumpt werden kann, und eine Steuereinheit zum Steuern der Pumpe. Ein derartiges Infusionssystem ist beispielsweise aus der US 2005/0137573 A bekannt.The invention relates to an infusion system for administering a liquid medicament, in particular insulin, comprising a pump, with which the medicament can be pumped into the body of a patient through an infusion tube, and a control unit for controlling the pump. Such an infusion system is for example from the US 2005/0137573 A known.

Viele Diabetiker sind zur Regulierung ihres Blutglukosespiegels auf externe Insulingaben angewiesen. Üblicherweise erfolgen diese Insulingaben mehrmals täglich in Form von Injektionen. Obwohl aus medizinischer Sicht kontinuierliche Insulingaben vorteilhaft sind; haben sich Infusionssysteme zum kontinuierlichen Verabreichen von Insulin bisher aus verschiedenen Gründen nicht durchsetzen können. Einerseits ist der Tragekomfort bekannter Infusionssysteme unzureichend, andererseits muß ein Benutzer in regelmäßigen Zeitabständen die korrekte Arbeitsweise seines Infusionssystem überprüfen, um sicherzustellen, daß tatsächlich die gewünschte Insulindosis verabreicht wird.Many diabetics rely on external insulin administration to regulate their blood glucose levels. Usually, these insulin doses take place several times a day in the form of injections. Although from a medical point of view continuous insulin administration is beneficial; Infusion systems for continuous administration of insulin have so far failed for various reasons. On the one hand, the wearing comfort of known infusion systems is inadequate, on the other hand a user must periodically check the correct functioning of his infusion system to ensure that the desired insulin dose is actually administered.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Infusionssystem mit einer erhöhten Betriebssicherheit zu schaffen.The object of the invention is to provide an improved infusion system with increased reliability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Drucksensor zum Überwachen des in dem Infusionsschlauch herrschenden Flüssigkeitsdrucks gelöst.This object is achieved by a pressure sensor for monitoring the pressure prevailing in the infusion hose fluid pressure.

Durch Auswertung des in dem Infusionsschlauch herrschenden Flüssigkeitsdrucks kann festgestellt werden, ob das Medikament mit der angestrebten Infusionsrate in den Körper des Patienten gepumpt wird. Beispielsweise kann ein Blutgerinsel an der Auslaßöffnung des Infusionsschlauchs dazu führen, daß weniger als die eingestellte Medikamentenmenge in den Körper eingeleitet wird oder das Einleiten des Medikaments wegen einer Verstopfung der Auslaßöffnung sogar ganz zum Erliegen kommt. Dies führt zu einem Anstieg des Flüssigkeitsdrucks in dem Infusionsschlauch, der mit dem Drucksensor festgestellt werden kann. Umgekehrt kann ein Absinken des Flüssigkeitsdrucks in dem Infusionsschlauch darauf hindeuten, daß das Medikament aus dem Infusionsschlauch austritt ohne in den Körper des Patienten zu gelangen, beispielsweise wegen eines Lecks oder weil sich ein Katheter gelöst hat.By evaluating the pressure prevailing in the infusion tube fluid pressure can be determined whether the drug is pumped at the desired infusion rate in the body of the patient. For example, a blood clot at the outlet port of the infusion tube may result in less than the set amount of medication being introduced into the body, or even the ingestion of the drug due to obstruction of the outlet port may even come to a complete halt. This leads to an increase in the fluid pressure in the infusion tube, which can be detected with the pressure sensor. Conversely, a decrease in fluid pressure in the infusion tube may indicate that the drug is exiting the infusion tube without entering the patient's body, for example due to a leak or because a catheter has come loose.

Wird anhand der mittels des Drucksensors ermittelten Druckdaten festgestellt, daß der Flüssigkeitsdruck von einem Sollwert um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert abweicht, kann dies einem Benutzer mittels einer Signaleinrichtung, beispielsweise durch Vibration oder ein akustisches Signal, angezeigt werden. Ein Benutzer kann auf diese Weise auf eine Fehlfunktion des Infusionssystems aufmerksam gemacht werden, so daß diese behoben werden kann.If it is determined on the basis of the pressure data determined by the pressure sensor that the fluid pressure deviates from a desired value by more than a predetermined threshold value, this can be displayed to a user by means of a signal device, for example by vibration or an acoustic signal. A user can be alerted in this way to a malfunction of the infusion system so that it can be corrected.

Bevorzugt erzeugt die Steuereinheit in Abhängigkeit von Druckdaten, die von dem Drucksensor ermittelt wurden, Steuersignale zur Steuerung der Pumpe. Bei einer Verstopfung des Infusionsschlauchs besteht nämlich die Gefahr, daß sich über einen längere Zeitraum von mehreren Stunden in dem Infusionsschlauch bei stetig steigendem Flüssigkeitsdruck eine größere Medikamentenmenge ansammelt. Löst sich die Verstopfung schließlich unter Einwirkung des erhöhten Flüssigkeitsdrucks, so wird innerhalb kürzester Zeit in den Körper die gesamte angestaute Medikamentenmenge eingeleitet. Handelt es sich bei dem Medikament um Insulin, so kann dies zu einem gefährlichen Absinken des Blutglukosegehalts führen. Eine derartige Fehlfunktion des Infusionssystems kann verhindert werden, indem die Steuereinheit so ausgebildet ist, daß die Pumpe abgeschaltet wird, wenn anhand von mittels des Drucksensors ermittelten Druckdaten festgestellt wird, daß der Flüssigkeitsdruck einen Schwellenwert übersteigt. Bei weniger gravierenden Änderungen des Flüssigkeitsdrucks kann durch geeignete Steuersignale der Steuereinheit die Pumprate nach Bedarf erhöht oder gesenkt werden.The control unit preferably generates control signals for controlling the pump as a function of pressure data which was determined by the pressure sensor. With a blockage of the infusion tube namely the risk that accumulates over a longer period of several hours in the infusion tube with a steadily increasing fluid pressure, a larger amount of medication. If the constipation finally dissolves under the influence of the increased fluid pressure, the entire amount of accumulated medication is introduced within a very short time into the body. If the drug is insulin, it can lead to a dangerous decrease in blood glucose. Such a malfunction of the infusion system can be prevented by the control unit is designed so that the pump is turned off when it is determined based on pressure data determined by the pressure sensor that the fluid pressure exceeds a threshold. With less serious changes in fluid pressure, the pump rate can be increased or decreased as needed by appropriate control signals from the control unit.

Für einen möglichst hohen Tragekomfort ist es günstig, eine externe Steuereinheit zu verwenden. Auf diese Weise lassen sich die für die Pumpe erforderlichen Teile auf ein Minimum beschränken, so daß sich eine besonders kompakte und leichte Pumpe realisieren läßt. Die Betriebssicherheit eines derartigen Infusionssystems läßt sich dadurch erhöhen, daß der Infusionsschlauch Träger einer Datenleitung zur Kommunikation des Steuergeräts mit der Pumpe und/oder dem Drucksensor ist. Auf diese Weise kann man die bei einer drahtlosen Kommunikation bestehende Gefahr ausschließen, daß durch das Steuergerät eines ersten Patienten die Pumpe eines in der Nähe befindlichen zweiten Patienten fehlgesteuert wird.For the highest possible wearing comfort, it is favorable to use an external control unit. In this way, the necessary parts for the pump can be kept to a minimum, so that it is possible to realize a particularly compact and lightweight pump. The reliability of such an infusion system can be increased by the fact that the infusion tube carrier of a data line for communication of the controller with the pump and / or the pressure sensor. In this way, one can rule out the existing in a wireless communication danger that the pump of a nearby second patient is miscontrolled by the control unit of a first patient.

Ein wichtiger Aspekt der Erfindung betrifft deshalb ein Infusionssystem zum Verabreichen eines flüssigen Medikaments, insbesondere Insulin, umfassend eine Pumpe, mit der durch einen Infusionsschlauch das Medikament in den Körper eines Patienten gepumpt werden kann, und eine Steuereinheit zum Steuern der Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Infusionsschlauch Träger einer Datenleitung zur Kommunikation der Steuereinheit mit der Pumpe und/oder dem Drucksensor ist. Selbstverständlich kann ein derartiges Infusionssystem auch mit einem Drucksensor zum Überwachen des in dem Infusionsschlauch herrschenden Flüssigkeitsdrucks ausgerüstet werden, um die Betriebssicherheit noch weiter zu erhöhen.An important aspect of the invention therefore relates to an infusion system for administering a liquid medicament, in particular insulin, comprising a pump with which the medicament can be pumped into the body of a patient through an infusion tube, and a control unit for controlling the pump, characterized in that the infusion tube is a carrier of a data line for communication of the control unit with the pump and / or the pressure sensor. Of course, such an infusion system can also be equipped with a pressure sensor for monitoring the fluid pressure prevailing in the infusion tube, in order to further increase operational safety.

Die im vorhergehenden genannte Aufgabe der Erfindung wird ferner durch einen Infusionsschlauch für ein erfindungsgemäßes Infusionssystem gelöst, der eine Metallschicht aufweist. Diese Metallschicht kann als Sensorfläche eines kapazitiv arbeitenden Drucksensors dienen, mit dem ein Aufblähen des Infusionsschlauchs erfaßt wird. Die Metallschicht kann ferner als elektrische Datenleitung verwendet werden, über die das Steuergerät, die Pumpe und/oder der Drucksensor Daten austauschen können.The aforementioned object of the invention is further achieved by an infusion tube for an infusion system according to the invention, which has a metal layer. This metal layer can serve as a sensor surface of a capacitive pressure sensor, with which a puffing of the infusion tube is detected. The metal layer can also be used as an electrical data line, via which the control unit, the pump and / or the pressure sensor can exchange data.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die im folgenden beschriebenen Merkmale können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Es zeigen:

Fig. 1
ein erfindungsgemäßes Infusionssystem; und
Fig. 2
eine schematische Darstellung der Funktionsweise des Drucksensors des in Fig. 1 dargestellten Infusionssystems.
Further details and advantages of the invention will be explained with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings. The features described below may be used alone or in combination to provide preferred embodiments of the invention. Show it:
Fig. 1
an infusion system according to the invention; and
Fig. 2
a schematic representation of the operation of the pressure sensor of the infusion system shown in Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Infusionssystem 1 zum Verabreichen eines flüssigen Medikaments, insbesondere Insulin, umfaßt eine Pumpe 2, mit der durch einen Infusionsschlauch 3 das Medikament in den Körper eines Patienten gepumpt werden kann, und eine externe Steuereinheit 4 zum Steuern der Pumpe 2. Die externe Steuereinheit 4 weist eine Infrarot-Schnittstelle 5 mit einem Infrarot-Sender und einem Infrarot-Empfänger zur Kommunikation mit externen Geräten auf. Als Beispiele externer Geräte sind ein Blutglukosemeßgerät 6, ein PC 7 und ein PDA (Personal Data Assistent) 8 dargestellt.The infusion system 1 shown in Fig. 1 for administering a liquid medicament, in particular insulin, comprises a pump 2, with which the medicament can be pumped into the body of a patient through an infusion tube 3, and an external control unit 4 for controlling the pump 2. The external control unit 4 has an infrared interface 5 with an infrared transmitter and an infrared receiver for communication with external devices. As examples of external devices, a blood glucose meter 6, a PC 7 and a PDA (Personal Data Assistant) 8 are shown.

In die Pumpe 2 kann eine Medikamentenkartusche 9 eingesetzt werden, die das zu verabreichende Medikament enthält. Die Pumpe 2 und das Steuergerät 4 haben jeweils eine interne Energieversorgung in Form von handelsüblichen Batterien, bevorzugt wiederaufladbaren Batterien.In the pump 2, a drug cartridge 9 can be used, which contains the drug to be administered. The pump 2 and the control unit 4 each have an internal power supply in the form of commercially available batteries, preferably rechargeable batteries.

Der Infusionsschlauch 3 mündet in einen Katheter 11, der bestimmungsgemäß in den Körper eines Patienten hineinragt. Der Katheter 11 wird in der üblichen Weise mit einem Klebekissen 12 fixiert, das auf die Haut des Patienten geklebt wird. Das Klebekissen 12 trägt ferner einen Drucksensor 13 zum Überwachen des in dem Infusionsschlauch 3 herrschenden Flüssigkeitsdrucks.The infusion tube 3 opens into a catheter 11, which protrudes as intended into the body of a patient. The catheter 11 is fixed in the usual way with an adhesive pad 12 which is glued to the skin of the patient. The adhesive pad 12 also carries a pressure sensor 13 for monitoring the pressure prevailing in the infusion tube 3 fluid pressure.

Der Aufbau des Drucksensors 13 ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Der Drucksensor 13 umfaßt ein Gehäuse 14, durch das der Infusionsschlauch 3 hindurchgeführt ist. In dem Gehäuse 14 befindet sich eine Kammer 15, deren Innenwand eine erste Sensorfläche 16 bildet, die einer zweiten Sensorfläche 17, die der in der Kammer befindliche Schlauchabschnitts 18 des Infusionsschlauchs 3 trägt, gegenüberliegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umgibt die erste Sensorfläche 16 zylinderförmig die von einer Außenfläche des Schlauchabschnitts 18 gebildete zweite Sensorfläche 17. Die beiden Sensorflächen 16, 17 bilden einen Kondensator, dessen Kapazität sich beim Aufblähen des Schlauchabschnitts 18 ändert. Die Sensorflächen 16 und 17 sind Metallschichten. Sowohl das Sensorgehäuse 14 als auch der Infusionsschlauch 3 sind im übrigen aus Kunststoff gefertigt.The construction of the pressure sensor 13 is shown schematically in FIG. The pressure sensor 13 comprises a housing 14 through which the infusion tube 3 is passed. In the housing 14 there is a chamber 15, the inner wall of which forms a first sensor surface 16, which is opposite to a second sensor surface 17, which carries the tube section 18 of the infusion tube 3 located in the chamber. In the illustrated embodiment The first sensor surface 16 cylindrically surrounds the second sensor surface 17 formed by an outer surface of the hose portion 18. The two sensor surfaces 16, 17 form a capacitor whose capacity changes when the hose portion 18 expands. The sensor surfaces 16 and 17 are metal layers. Both the sensor housing 14 and the infusion tube 3 are otherwise made of plastic.

Auf diese Weise ist der Drucksensor 13 derart ausgebildet, daß der Flüssigkeitsdruck dadurch überwacht wird, daß ein von dem Flüssigkeitsdruck bewirktes Aufblähen des Schlauchabschnitts 18 des Infusionsschlauches 3 erfaßt wird. Ein Aufblähen des Schlauchabschnitts 18 führt zu einer Änderung der Kapazität des von den Sensorflächen 16, 17 gebildeten Kondensators. Der Kondensator ist Teil eines elektrischen Schwingkreises (nicht dargestellt), dessen Resonanzfrequenz von der Kapazität des Kondensators 16, 17 abhängt. Zur Bestimmung des Flüssigkeitsdrucks wird die Frequenz des Schwingkreises gemessen und daraus die Kapazität des Kondensators 16, 17 oder mittels einer geeigneten Eichkurve unmittelbar der damit verknüpfte Flüssigkeitsdruck ermittelt.In this way, the pressure sensor 13 is designed such that the fluid pressure is monitored by the fact that a caused by the fluid pressure puffing of the tube portion 18 of the infusion tube 3 is detected. A swelling of the tube section 18 leads to a change in the capacitance of the capacitor formed by the sensor surfaces 16, 17. The capacitor is part of an electrical resonant circuit (not shown) whose resonant frequency depends on the capacitance of the capacitor 16, 17. To determine the liquid pressure, the frequency of the resonant circuit is measured and from this the capacitance of the capacitor 16, 17 or by means of a suitable calibration curve directly determines the associated fluid pressure.

Der Schlauchabschnitt 18, dessen Aufblähen von dem Drucksensor 13 erfaßt wird, weist eine geringere Wandstärke als benachbarte Schlauchabschnitte auf. Auf diese Weise läßt sich die Meßsensivität des Drucksensors 13 erhöhen. Bevorzugt hat der Infusionsschlauch 3 einen Außendurchmesser von 150 bis 300 µm, bevorzugt 180 bis 220 µm, und eine Wandstärke von 50 bis 200 µm, bevorzugt 70 bis 150 µm, besonders bevorzugt 80 bis 120 µm. In dem Schlauchabschnitt 18, dessen Aufblähen von dem Drucksensor 13 erfaßt wird, beträgt die Wandstärke weniger als 60%, bevorzugt nur 20% bis 50%, besonders bevorzugt 30% bis 40%, der Wandstärke benachbarter Schlauchabschnitte.The tube section 18, the inflation of which is detected by the pressure sensor 13, has a smaller wall thickness than adjacent tube sections. In this way, the measuring sensitivity of the pressure sensor 13 can be increased. The infusion tube 3 preferably has an outer diameter of 150 to 300 μm, preferably 180 to 220 μm, and a wall thickness of 50 to 200 μm, preferably 70 to 150 μm, particularly preferably 80 to 120 μm. In the tube section 18, the inflation of which is detected by the pressure sensor 13, the wall thickness is less than 60%, preferably only 20% to 50%, particularly preferably 30% to 40%, of the wall thickness of adjacent tube sections.

Von dem Drucksensor 13 ermittelte Druckdaten werden an die Steuereinheit 4 weitergeleitet und dort ausgewertet. Die Steuereinheit 4 erzeugt in Abhängigkeit von Druckdaten, die von dem Drucksensor 13 ermittelt wurden, Steuersignale zur Steuerung der Pumpe 2. Die Steuereinheit 4 ist dabei derart ausgebildet, daß die Pumpe 2 abgeschaltet wird, wenn anhand von mittels des Drucksensors 13 ermittelten Druckdaten festgestellt wird, daß der Flüssigkeitsdruck einen Schwellenwert übersteigt.Pressure data determined by the pressure sensor 13 are forwarded to the control unit 4 and evaluated there. The control unit 4 generates in response to pressure data, which were determined by the pressure sensor 13, control signals for controlling the pump 2. The control unit 4 is designed such that the pump 2 is turned off when determined by means of the pressure sensor 13 determined pressure data in that the fluid pressure exceeds a threshold value.

Die externe Steuereinheit 4 umfaßt ferner eine Signal- und Anzeigeeinrichtung 20, mit der ein Benutzer durch geeignete Signale darauf aufmerksam gemacht werden kann, daß der Flüssigkeitsdruck um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert von einem Sollwert abweicht. Eine derartige Abweichung deutet auf eine Fehlfunktion des Infusionsystems 1 hin und wird dem Benutzer mittels der Signal- und Anzeigeeinrichtung 20 durch ein akkustisches Signal und/oder durch Vibration angezeigt.The external control unit 4 further comprises a signal and display device 20, with which a user can be made aware by suitable signals that the fluid pressure deviates from a desired value by more than a predetermined threshold value. Such a deviation indicates a malfunction of the infusion system 1 and is displayed to the user by means of the signal and display device 20 by an acoustic signal and / or by vibration.

Die externe Steuereinheit 4 weist ferner Bedienelemente 21 in Form von Tasten auf, mit denen in Verbindung mit einem Display 22 der Signal- und Anzeigeeinrichtung 20 das Infusionssystem 1 bedient und beispielsweise eine gewünschte Infusionsrate eingestellt werden kann.The external control unit 4 also has control elements 21 in the form of buttons with which, in conjunction with a display 22 of the signal and display device 20, the infusion system 1 is operated and, for example, a desired infusion rate can be set.

Bei dem dargestellten Infusionssystem 1 ist der Infusionsschlauch 3 Träger einer Datenleitung zur Kommunikation des Steuergeräts 4 mit der Pumpe 2 und dem Drucksensor 13. Die Datenleitung dient dabei auch zur Energieversorgung des Drucksensors 13. Bevorzugt handelt es sich bei der Datenleitung um eine Infrarot-Datenleitung. Beispielsweise kann der Infusionsschlauch 3 Träger einer optischen Faser sein, die in den Schlauch 3 eingebettet ist oder auf ihm angeordnet ist. Das Steuergerät 4 und die Pumpe 2 enthalten zu diesem Zweck jeweils einen Infrarot-Laser, bevorzugt einen VCSEL-Laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) zum Erzeugen von Datenpulsen und eine wellenlängenangepaßte Fotodiode zum Empfangen der Datenpulse.In the illustrated infusion system 1, the infusion tube 3 carries a data line for communication of the control unit 4 with the pump 2 and the pressure sensor 13. The data line also serves to supply energy to the pressure sensor 13. The data line is preferably an infrared data line. For example For example, the infusion tube 3 may be an optical fiber carrier embedded in or disposed on the tube 3. The control unit 4 and the pump 2 each contain an infrared laser for this purpose, preferably a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) for generating data pulses and a wavelength-adjusted photodiode for receiving the data pulses.

Alternativ kann die Datenleitung auch eine elektrische Datenleitung sein. Durch Einbetten eines elektrischen Leiters, bevorzugt einer Metallschicht, in den Infusionsschlauch 3 läßt sich eine elektrische Datenleitung mit geringem Aufwand realisieren. Bevorzugt ist die Datenleitung kapazitiv an die Pumpe 2 angekoppelt. Eine kapazitive Ankopplung hat den Vorteil, daß in dem hermetisch verschlossenen Gehäuse der Pumpe 2 keine Öffnung mit einer dazugehörenden Dichtstelle zum Durchführen der Datenleitung geschaffen werden muß. Eine kapazitive Ankopplung läßt sich am einfachsten durch einen metallisierten Infusionsschlauch 3 und eine Elektrodenfläche an einer Innenfläche eines Gehäuses der Pumpe 2 realisieren. Die Elektrodenfläche der Pumpe 2 bildet dann mit dem metallisierten Infusionsschlauch 3 einen Kondensator, über den Daten übertragen werden können. Die Vorteile einer kapazitiven Ankopplung der Datenleitung lassen sich, auch für die Steuereinheit 4 und den Drucksensor 13 nutzen.Alternatively, the data line may also be an electrical data line. By embedding an electrical conductor, preferably a metal layer, in the infusion tube 3, an electrical data line can be realized with little effort. Preferably, the data line is capacitively coupled to the pump 2. A capacitive coupling has the advantage that in the hermetically sealed housing of the pump 2 no opening with an associated sealing point for carrying out the data line must be created. A capacitive coupling can be realized most easily by a metallized infusion tube 3 and an electrode surface on an inner surface of a housing of the pump 2. The electrode surface of the pump 2 then forms with the metallized infusion tube 3, a capacitor via which data can be transmitted. The advantages of a capacitive coupling of the data line can also be used for the control unit 4 and the pressure sensor 13.

Bevorzugt ist in das Klebekissen 12 und den Katheter 11 ein Glukosesensor integriert, mit dem die Glukosekonzentration im Blut oder interstitieller Flüssigkeit des Patienten kontinuierlich gemessen werden kann. Von dem Glukosesensor ermittelte Meßdaten werden über die von dem Infusionsschlauch 3 gebildete Datenleitung an die Steuereinheit 4 übertragen und dort ausgewertet. Die Meßwerte können dann mit dem Display 22 angezeigt werden. Bevorzugt erzeugt die Steuereinheit 4 in Abhängigkeit von den Meßdaten, die von dem Glukosesensor ermittelt wurden, Steuersignale zur Steuerung der Pumpe 2, so daß die Infusionsrate von Insulin an den aktuellen Bedarf des Patienten angepaßt werden kann.Preferably, a glucose sensor is integrated in the adhesive pad 12 and the catheter 11, with which the glucose concentration in the blood or interstitial fluid of the patient can be continuously measured. Measurement data determined by the glucose sensor are transmitted to the control unit via the data line formed by the infusion tube 3 4 transmitted and evaluated there. The measured values can then be displayed with the display 22. Preferably, the control unit 4 generates control signals for controlling the pump 2 as a function of the measurement data determined by the glucose sensor, so that the infusion rate of insulin can be adapted to the current needs of the patient.

Die Arbeitsweise der Pumpe 2 beruht bevorzugt auf einem Kolbenelement (nicht dargestellt), das von einem Pumpenantrieb in die Kartusche 9 hineinbewegt wird, so daß in der Kartusche 9 enthaltene Flüssigkeit in den Infusionsschlauch 3 gepreßt wird. Bevorzugt ist das Kolbenelement biegsam, beispielsweise eine Schraubenfeder, so daß sich die Baulänge der Pumpe 2 auf ein Mindestmaß reduzieren läßt. Für einen Feuchtigkeitsschutz der Pumpe 2 ist es günstig, das Kolbenelement mit einer Gummitülle (nicht dargestellt) hermetisch zu kapseln.The operation of the pump 2 is preferably based on a piston element (not shown), which is moved by a pump drive into the cartridge 9 so that liquid contained in the cartridge 9 is pressed into the infusion tube 3. Preferably, the piston member is flexible, such as a coil spring, so that the length of the pump 2 can be reduced to a minimum. For a moisture protection of the pump 2, it is favorable to hermetically encapsulate the piston element with a rubber grommet (not shown).

Das externe Steuergerät 4 ist zur Erhöhung des Benutzerkomforts entlang des Infusionsschlauchs in eine beliebige Stellung verschieblich. Dies wird dadurch erreicht, daß der Infusionsschlauch 3 durch einen in der Steuereinheit 4 enthaltenen Kanal hindurchgeführt ist. Der Benutzerkomfort läßt sich ferner dadurch erhöhen, daß das Infusionssystem 1 mehrere, bevorzugt zwei, Pumpen 2 enthält, die abwechselnd verwendet werden können. Auf diese Weise kann jeweils die nicht verwendete Pumpe in eine Basisstation zum Aufladen ihrer wiederaufladbaren Batterien gestellt werden.The external control unit 4 is displaceable to increase the user comfort along the infusion tube in any position. This is achieved in that the infusion tube 3 is passed through a channel contained in the control unit 4. The user comfort can be further increased by the fact that the infusion system 1 contains several, preferably two, pumps 2, which can be used alternately. In this way, each unused pump can be placed in a base station for recharging its rechargeable batteries.

Claims (13)

Infusionssystem zum Verabreichen eines flüssigen Medikaments, insbesondere Insulin, umfassend
eine Pumpe (2), mit der durch einen Infusionsschlauch (3) das Medikament in den Körper eines Patienten gepumpt werden kann, und
eine Steuereinheit (4) zum Steuern der Pumpe (2),
gekennzeichnet durch
einen Drucksensor (3) zum Überwachen des in dem Infusionsschlauch (3) herrschenden Flüssigkeitsdrucks.An infusion system for administering a liquid medicament, in particular insulin
a pump (2) by means of which the medicament can be pumped into the body of a patient through an infusion tube (3), and
a control unit (4) for controlling the pump (2),
marked by
a pressure sensor (3) for monitoring the fluid pressure prevailing in the infusion tube (3). Infusionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (4) in Abhängigkeit von Druckdaten, die von dem Drucksensor (13) ermittelt wurden, Steuersignale zur Steuerung der Pumpe (2) erzeugt.Infusion system according to claim 1, characterized in that the control unit (4) generates control signals for controlling the pump (2) as a function of pressure data determined by the pressure sensor (13). Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (4) derart ausgebildet ist, daß die Pumpe (2) abgeschaltet wird, wenn anhand von mittels des Drucksensors (13) ermittelten Druckdaten festgestellt wird, daß der Flüssigkeitsdruck einen Schwellenwert übersteigt.Infusion system according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (4) is designed such that the pump (2) is switched off when it is determined from the pressure data determined by the pressure sensor (13) that the fluid pressure exceeds a threshold value. Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (13) derart ausgebildet ist, daß der Flüssigkeitsdruck dadurch überwacht wird, daß ein von dem Flüssigkeitsdruck bewirktes Aufblähen eines Abschnitts (18) des Infusionssschlauchs (3) erfaßt wird.Infusion system according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensor (13) is designed such that the fluid pressure characterized in that a caused by the fluid pressure inflation of a portion (18) of the infusion tube (3) is detected. Infusionssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauchabschnitt (18), dessen Aufblähen von dem Drucksensor (13) erfaßt wird, eine geringere Wandstärke als benachbarte Schlauchabschnitte aufweist.Infusion system according to claim 4, characterized in that the tube section (18), the inflation of which is detected by the pressure sensor (13), has a smaller wall thickness than adjacent tube sections. Infusionssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauchabschnitt (18), dessen Aufblähen von dem Drucksensor (13) erfaßt wird, eine Sensorfläche (17) trägt, die mit einer gegenüberliegenden Sensorfläche (16) des Drucksensors (13) einen Kondensator bildet, dessen Kapazität sich beim Aufblähen des Schlauchabschnitts (18) ändert.Infusion system according to claim 4 or 5, characterized in that the tube section (18) whose inflation is detected by the pressure sensor (13) carries a sensor surface (17) which forms a capacitor with an opposite sensor surface (16) of the pressure sensor (13) forms, whose capacity changes when inflating the tube portion (18). Infusionssystem zum Verabreichen eines flüssigen Medikaments, insbesondere Insulin, umfassend eine Pumpe (2), mit der durch einen Infusionsschlauch (3) das Medikament in den Körper eines Patienten gepumpt werden kann, und eine Steuereinheit (4) zum Steuern der Pumpe (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Infusionsschlauch (3) Träger einer Datenleitung zur Kommunikation der Steuereinheit (4) mit der Pumpe (2) und/oder dem Drucksensor (13) ist.An infusion system for administering a liquid medicament, in particular insulin, comprising a pump (2) with which the medicament can be pumped into the body of a patient through an infusion tube (3) and a control unit (4) for controlling the pump (2), characterized in that the infusion tube (3) carrier of a data line for communication of the control unit (4) with the pump (2) and / or the pressure sensor (13). Infusionssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitung eine Infrarot-Datenleitung ist.Infusion system according to claim 7, characterized in that the data line is an infrared data line. Infusionssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitung eine elektrische Datenleitung ist, wobei die Datenleitung kapazitiv an die Steuereinheit (4), die Pumpe (2) und/oder den Drucksensor (13) angekoppelt ist.Infusion system according to claim 8, characterized in that the data line is an electrical data line, wherein the data line capacitively connected to the Control unit (4), the pump (2) and / or the pressure sensor (13) is coupled. Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (4) eine Schnittstelle, vorzugsweise eine drahtlose Schnittstelle, zur Kommunikation mit anderen Geräten (6,7,8), beispielsweise einem Blutglukosemeßgerät (6), aufweist.Infusion system according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (4) has an interface, preferably a wireless interface, for communication with other devices (6, 7, 8), for example a blood glucose meter (6). Infusionsschlauch für ein Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Infusionsschlauch (3) eine Metallschicht (16) trägt.Infusion tube for an infusion system according to one of the preceding claims, characterized in that the infusion tube (3) carries a metal layer (16). Infusionsschlauch nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Schlauchabschnitt (18) mit einer Wandstärke, die weniger als 60% der Wandstärke benachbarter Wandabschnitte beträgt.Infusion tube according to claim 11, characterized by a tube section (18) with a wall thickness which is less than 60% of the wall thickness of adjacent wall sections. Infusionsschlauch nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Infusionsschlauch (3) eine Datenleitung trägt.Infusion tube according to claim 11 or 12, characterized in that the infusion tube (3) carries a data line.
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